تحليل المخطط المائي

يمثل تحليل المخطط المائي دراسة الصفات المميزة للجريان في حوض ما، وتعتمد هذه الصفات على مميزات الهطل، وكذلك على الخواص الفيزيائية والجوية للحوض. تصل المياه العائدة لعاصفة مطرية إلى مجرى ما من خلال الطرق الرئيسية الآتية:

1.   الهطول المباشر فوق سطح الماء في المجرى، وهذا يشكل عادة كمية صغيرة جداً، لأنه يندر أن تبلغ مساحة سطح الماء في المجرى 5% من مساحة الحوض، ويعتبر الهطل المطري المباشر عادةً مشمولاً ضمن الجريان السطحي.

2.   الجريان السطحي، الذي ينقل الماء من سطح التربة إلى المجرى، ويمثل القسم المتبقي من الهطل بعد طرح التسرب والاحتجاز السطحي يعتبر الجريان السطحي هو العامل الرئيسي في إحداث الفيضانات الكبيرة ضمن المجاري المائية.

3.   الجريان الجوفي في الترب غير المشبعة، حيث يعود الماء المتسرب إلى سطح الأرض ثانية ويصل إلى مجرى ما كجريان سطحي. ينتشر الماء الذي يخترق سطح التربة باتجاهات عرضانية، ويمكن أن يظهر ثانية على سطح الأرض عبر المنحدرات الجانبية.

إن البنية الهندسية للتربة هي التي تحكم هذا النوع من الجريان والذي يساوي إلى الفرق بين التسرب الكلي ورطوبة التربة وكذلك التسرب العميق ونظراً لصعوبة قياسه فهو يدمج بالجريان السطحي والهطول المباشر ليعطي ما يدعى بالجريان المباشر.

4.   الجريان الجوفي، يجري ماء المطر المتسرب عبر ترب مشبعة تحت تأثير الثقالة الأرضية، ليتصل بالماء الجوفي، حيث يمكن أخيراً أن ينتقل إلى مياه المجاري والينابيع.

إن التدفق من المخزون المائي الجوفي إلى مجرى ما، يمكن أن يحصل بعد عدة أشهر من الهطول المطري الأصلي، وتعتمد فترة التأخر هذه على الطبيعة الجيولوجية للمنطقة. كما أن المياه الجوفية الواصلة إلى مجرى ما يمكن أن تكون ناتجة عن هطل مطري فوق حوض آخر. تدعى النسبة بين الجريان الكلي السنوي والهطل المطري الكلي السنوي على حوض ساكب عند نقطة ما من المجرى المائي بعامل الجريان.

يتأثر هذا العامل بالظروف الجيولوجية والجوية والفيزيائية الأخرى للحوض الساكب، فعندما تكون المجاري المائية شديدة الانحدار، يكون عامل جريانها أكبر من حالة المجاري قليلة الانحدار، وذلك بفرض بقية العوامل الأخرى متساوية التأثير. وانطلاقاً من هذا العرض، يمكن تقسيم المخطط المائي لنهر نتيجة هطول الأمطار على حوضه الساكب إلى قسمين هما:

1.   القسم الأول ويمثل الجريان السطحي، وهو القسم الذي يعلو منحني التغذية الجوفية، ويمكن تسميته أيضاً الإيراد المباشر.

2.   القسم الثاني ويمثل الجريان الجوفي، أو الإيراد غير المباشر، وهو القسم الذي تشارك به المياه الجوفية في تغذية النهر.

المخطط المائي يتألف من الأجزاء التالية:

1.   الجزء الأول، ويمثل الجريان الجوفي، حيث يكون هناك انخفاض تدريجي في التدفق نتيجة لتناقص مخزون المياه الجوفية المستهلكة في فترة عدم وجود هطل مطري.

2.   الجزء الثاني، ويسمى منحني التركيز، حيث تمثل بدايته وصول الجريان السطحي.

3.   الجزء الثالث، ويمثل فترة الذروة، حيث يمثل منتصف هذا الجزء ذروة الفيضان أو قمة المخطط المائي.

4.   الجزء الرابع، ويمثل منحني الانحسار، أو منحني تلاشي الفيضان.

5.   الجزء الخامس وما يليه ويمثل الجريان الجوفي.

زمن التركيز

يعد زمن التركيز من أهم الأزمنة المميزة لمنحني التدفق، حيث توجد عدة اعتبارات وطرائق لتقدير هذا الزمن. ففي حالة كون الهطل منتظماً على كامل الحوض، ويشارك الحوض بأكمله في تشكيل الجريان فإن زمن التركيز يعرف بأنه زمن الجريان الذي تحتاجه مياه الهطل لتصل من أبعد نقطة من الحوض الساكب حتى نهاية الحوض أو المقطع المدروس.

وتوجد علاقات تجريبية كثيرة لحساب زمن التركيز، منها علاقة كيربش وعلاقة جياندوتي وعلاقة سوكولوفسكي وعلاقة ألكسييف.